2023-2024學年陜西省西安市高新第一中學國際部物理高二第一學期期末質(zhì)量檢測試題含解析

2023-2024學年陜西省西安市高新第一中學國際部物理高二第一學期期末質(zhì)量檢測試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，界面MN與水平地面之間有足夠大正交的勻強磁場B和勻強電場E，磁感線和電場線都處在水平方向且互相垂直．在MN上方有一個帶正電的小球由靜止開始下落，經(jīng)電場和磁場到達水平地面．若不計空氣阻力，小球在通過電場和磁場的過程中，下列說法中正確的是()A.小球做勻變速曲線運動B.小球的電勢能保持不變C.洛倫茲力對小球做正功D.小球動能的增量等于其電勢能和重力勢能減少量的總和2、下列說法正確的是（）A.運動電荷在磁場中一定受到洛倫茲力B.洛倫茲力必與電荷速度方向垂直C.運動電荷在磁場中必做勻速圓周運動D.電荷磁場中不可能做勻速運動3、美國物理學家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器，應用帶電粒子在磁場中做圓周運動的特點，能使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過電場的多次加速獲得較大的能量，使人類在獲得較高能量帶電粒子方面前進了一大步．圖為一種改進后的回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場場強恒定，且被限制在A、C板間，帶電粒子從P0處以速度v0沿電場線方向射入加速電場，經(jīng)加速后再進入D型盒中的勻強磁場做勻速圓周運動．對于這種改進后的回旋加速器，下列說法正確的是()A.帶電粒子每運動一周被加速兩次B.帶電粒子每運動一周P1P2＝P2P3C.加速粒子最大速度與D形盒的尺寸有關(guān)D.加速電場方向需要做周期性的變化4、“嫦娥一號”探月衛(wèi)星繞地運行一段時間后，離開地球飛向月球．如圖所示是繞地飛行的三條軌道，軌道1是近地圓形軌道，2和3是變軌后的橢圓軌道．A點是2軌道的近地點，B點是2軌道的遠地點，衛(wèi)星在軌道1的運行速率為7．7km/s，則下列說法中正確的是（）A.衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過A點時的速率一定大于7．7km/sB.衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過B點時的速率一定大于7．7km/sC.衛(wèi)星在3軌道所具有的機械能小于2軌道所具有的機械能D.衛(wèi)星在3軌道所具有的最大速率小于2軌道所具有的最大速率5、下列各圖反映的是帶電粒子在勻強磁場中沿垂直于磁場方向做勻速圓周運動，其中正確的是（）A. B.C. D.6、直流電動機線圈轉(zhuǎn)到某一位置，換向器能自動改變線圈中的電流方向，這一位置是（）A.線圈轉(zhuǎn)到任意位置 B.線圈平面與磁感線垂直C.線圈平面與磁感線平行 D.線圈平面與磁感線成45°角二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示，真空中M、N處分別放置兩等量異種電荷，a、b、c表示電場中的3條等勢線，d點和e點位于a等勢線上，f點位于c等勢線上，df平行于MN．以下說法正確的是（）A.d點的電勢高于f點的電勢B.d點的電勢與e點的電勢相等C.若將一負試探電荷沿直線由d點移動到f點，則電場力先做正功、后做負功D.若將一正試探電荷沿直線由d點移動到e點，試探電荷的電勢能增加8、如圖所示，等腰直角三角形abc區(qū)域內(nèi)存在方向垂直三角形所在平面向外的勻強磁場，直角邊bc長度為L．三個完全相同的帶正電的粒子1、2、3，分別從b點沿bc方向以速率v1、v2、v3射入磁場，在磁場中運動的時間分別為t1、t2、t3，且t1﹕t2﹕t3=3﹕3﹕2，做勻速圓周運動的軌道半徑分別為r1、r2、r3．不計粒子的重力及粒子間的相互作用．下列關(guān)系式一定成立的是A.v1=v2 B.v2＜v3C. D.9、如圖所示，豎直放置的一對平行金屬板間的電勢差為U1，水平放置的一對平行金屬板間的電勢差為U2，一電子由靜止開始經(jīng)U1加速后，進入水平放置的金屬板間，剛好從下板邊緣射出，不計電子重力，下列說法正確的是（）A.增大U1，電子一定打在金屬板上B.減小U1，電子一定打在金屬板上C.減小U2，電子一定能從水平金屬板間射出D.增大U2，電子一定能從水平金屬板間射出10、兩個完全相同的金屬小球，半徑遠小于兩小球之間距離，帶電量之比為1∶7，相距為r，兩者之間的引力為F，相互接觸后再放回原來的位置上，則相互作用力為原來的（）A.3/7 B.4/7C.9/7 D.16/7三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）圖為一演示實驗電路圖，圖中L是一帶鐵芯的線圈，A是一燈泡，電鍵S處于閉合狀態(tài)，電路是接通的．現(xiàn)將電鍵K斷開，則在電路切斷的瞬間，通過燈泡A的電流方向是從___端到____端，這個實驗是用來演示______現(xiàn)象的12．（12分）有一個小燈泡上標有“4V2W”字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的I－U圖線．現(xiàn)有下列器材供選用：A.電壓表(0～5V，內(nèi)阻約10kΩ)B.電壓表(0～15V，內(nèi)阻約20kΩ)C.電流表(0～3A，內(nèi)阻約1Ω)D.電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.4Ω)E.滑動變阻器(10Ω，2A)F.滑動變阻器(500Ω，1A)G.學生電源(直流6V)、開關(guān)、導線若干（1）實驗中所用電壓表應選________，電流表應選用________，滑動變阻器應選用________（2）在線框內(nèi)畫出實驗電路圖_______，并根據(jù)所畫電路圖進行實物連接_______（3）利用實驗數(shù)據(jù)繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示，分析曲線說明小燈泡電阻變化的特點：________________________________（4）若把電阻元件Z和小燈泡接入如圖乙所示的電路中時，已知電阻Z的阻值為5Ω，已知A、B兩端電壓恒為2.5V，則此時燈泡L的功率約為________W．(保留兩位有效數(shù)字)四、計算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場強度為E=5.0×105N/C，b板下方整個空間存在著磁感應強度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強磁場.今有一質(zhì)量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10-18C的帶正電的粒子(不計重力)，從貼近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入勻強電場，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進入勻強磁場，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫出）．求P、Q之間的距離L14．（16分）如圖，兩根間距為L＝0.5m的平行光滑金屬導軌間接有電動勢E＝3V、內(nèi)阻r＝1Ω的電源，導軌平面與水平面間的夾角θ＝37°．金屬桿ab垂直導軌放置，質(zhì)量m＝0.2kg．導軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導軌電阻均不計，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中．當R0＝1Ω時，金屬桿ab剛好處于靜止狀態(tài)，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感應強度B的大?。唬?）若保持B的大小不變而將方向改為垂直于斜面向上，求金屬桿的加速度15．（12分）ABC表示豎直放在電場強度為E=104V/m的水平勻強電場中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BC部分是半徑為R的圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切．A為水平軌道上的一點，而且AB=R=0.2m，把一質(zhì)量m=0.1kg，帶電量為q=+C的小球，放在A點由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到達C點的速度大小(2)小球在C點時，軌道受到的壓力大小

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解析】小球進入電場時，速度方向豎直向下，受到自身重力豎直向下，電場力水平向右，洛倫茲力水平向右，合力方向與速度不共線，小球做曲線運動，而且與速度不能保持垂直，小球不能做勻速圓周運動，但隨著速度大小變化，洛倫茲力變化，加速度變化，不是勻變速曲線運動選項A錯．電場力做正功，電勢能減少，選項B錯．洛倫茲力不做功，選項C錯．根據(jù)功能關(guān)系，減少的重力勢能和電勢能之和等于增加的動能，選項D對考點：帶電小球在復合場中的運動2、B【解析】A項：洛倫茲力是運動電荷在磁場中受到的力，靜止的電荷不會受到洛倫茲力，故A錯誤；B項：根據(jù)左手定則洛倫茲力既垂直磁場方向又垂直電荷運動方向，故B正確；C項：只有粒子垂直進入磁場時才能做勻速圓周運動，故C錯誤；D項：如果電荷運動方向和磁場方向平行時不受洛倫茲力，則電荷在磁場中做勻速運動，故D錯誤故選B3、C【解析】由題圖可以看出，帶電粒子每運動一周被加速一次，A錯誤，由R＝和Uq＝mv－mv可知，帶電粒子每運動一周，電場力做功都相同，動能增量都相同，但速度的增量不相同，故粒子做圓周運動的半徑增加量不相同，B錯誤．由v＝可知，加速粒子的最大速度與D形盒的半徑R有關(guān)，C正確；由T＝可知，粒子運動的周期不隨v而變，故D錯誤4、A【解析】從軌道1變軌到軌道2，需要在A點點火加速，故衛(wèi)星在軌道2經(jīng)過A點的速率大于7.7km/s，從軌道2變軌到軌道3，需要在A點點火加速，而A點為兩個軌道速度最大點，所以衛(wèi)星在軌道3的最大速率大于在軌道2的最大速率，故A正確，D錯誤；假設(shè)有一圓軌道經(jīng)過B點，根據(jù)，可知此軌道上的速度小于7.7km/s，衛(wèi)星在B點速度減小，才會做近心運動進入2軌道運動．故衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過B點時的速率一定小于7.7km/s，故B錯誤；從軌道2變軌到軌道3，需要在A點點火加速，衛(wèi)星的運動的軌道高度越高，需要的能量越大，具有的機械能越大，所以衛(wèi)星在3軌道所具有的機械能一定大于2軌道所具有的機械能，故C錯誤5、D【解析】帶電粒子在勻強磁場中沿垂直于磁場方向做勻速圓周運動，其向心力為洛倫茲力，由左手定則可判斷D正確6、B【解析】當線圈轉(zhuǎn)動線圈平面與磁感應線垂直的位置時，線圈的兩個邊受到兩個大小相等、方向相反且作用在同一條直線上的力，線圈在平衡力的作用下在平衡位置附近左右擺動，即該位置就是平衡位置，即為了讓電動機能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動，在制作電動機時增加了換向器，線圈在平衡位置依靠慣性自動轉(zhuǎn)動，當線圈剛好轉(zhuǎn)過平衡位置時換向器就自動改變線圈中的電流的方向，及時改變通電線圈的受力方向，保證電動機能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動。A．線圈轉(zhuǎn)到任意位置，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B．線圈平面與磁感線垂直，與結(jié)論相符，選項B正確；C．線圈平面與磁感線平行，與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D．線圈平面與磁感線成45°角，與結(jié)論不相符，選項D錯誤；故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、AB【解析】A．由電場線、等勢面的分布可得d點電勢高于f點電勢，故A正確；B．d、e在同一等勢面上，故d點的電勢與e點的電勢相等，故B正確；C．因負電荷所以由d到f電場力一直做負功，故C錯誤；D．將一正試探電荷沿直線由d點移動到e點，試探電荷的電勢能不變，故D錯誤。故選AB。8、BD【解析】三個相同的帶電粒子以不同速度沿同一方向進入三角形磁場區(qū)域，由半徑公式，則速度較大的帶電粒子進入磁場時做勻速圓周運動的半徑大，而再由帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的時間t=T，可知第一、二兩種粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)角度相同為90°，而第三個粒子偏轉(zhuǎn)60°，打在ac邊上，畫出其運動軌跡，由偏轉(zhuǎn)角度求出半徑【詳解】根據(jù)題設(shè)條件，三個相同的帶電粒子從b點沿bc方向以不同速度進入三角形磁場區(qū)域，粒子在磁場中做勻速圓周運動洛侖茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB=m，解得：，粒子軌道半徑與速度成正比，又因為三個粒子在磁場中運動的時間之比為t1：t2：t3=3：3：2，顯然它們在磁場中的偏轉(zhuǎn)角度之比為3：3：2．即粒子1、2打在ab上，而粒子3打在ac上，軌跡如圖所示：粒子1、2打在ab上，而粒子3打在ac上，粒子3的速度比1、2的速度大，粒子2的速度大于粒子1的速度，故A錯誤，B正確；對速度為v1和v2的粒子，其偏轉(zhuǎn)角度均為90°，由幾何關(guān)系可知r1<L，對速度為v3的粒子偏轉(zhuǎn)60°，運動軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系知：r3×sin60°=L，解得：，故C錯誤，D正確；故選BD【點睛】三個相同的粒子以不同速度沿相同方向進入三角形磁場區(qū)域，由于半徑不同，再加上在磁場中的時間之比就能確定三個粒子偏轉(zhuǎn)角之比，再綜合磁場區(qū)域與粒子通過直線邊界的對稱性，從而確定三個粒子打在磁場邊界的位置，從而可以比較速度大小，也能求出半徑關(guān)系9、BC【解析】設(shè)水平金屬板長為L，兩板間距離為d，電子在加速度電場中，根據(jù)動能定理，有eU1=mv2電子在偏轉(zhuǎn)電場中，水平方向有L=vt豎直方向聯(lián)立三式可得，電子在豎直方向的偏轉(zhuǎn)距離AB．由上式可知，減小U1，可增大偏轉(zhuǎn)距離y，則電子一定打在金屬板上，故B正確，A錯誤；CD．減小U2，可減小偏轉(zhuǎn)距離y，則電子一定能從水平金屬板間射出，故C正確，D錯誤。

故選BC。10、CD【解析】由庫侖定律可得，兩球接觸前的庫侖力：；當兩球帶同種電荷時，兩球接觸后平分電量，則兩球的電量：兩球接觸后的庫侖力；當兩球帶異種電荷時，兩球接觸后平分電量，則兩球的電量；兩球接觸后的庫侖力，故CD正確，AB錯誤．故選CD點睛：兩相同小球相互接觸再分開，則電量先中和然后再平分總電荷量；庫侖定律計算中可以只代入電量，最后再根據(jù)電性判斷庫侖力的方向三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、(1).a(2).b(3).自感【解析】在斷開前，自感線圈中有向左的電流，斷開K后瞬間，的電流要減小，于是中產(chǎn)生自感電動勢，阻礙自身電流的減小，但電流還是逐漸減小為零，原來跟并聯(lián)的燈泡，由于電源的斷開，向右的電流會立即消失．但此時它卻與形成了串聯(lián)的回路，中維持的正在減弱的電流恰好從燈泡中流過，方向由到，因此，燈泡不會立即熄滅，而是漸漸熄滅，將這稱為自感現(xiàn)象，【點睛】線圈的特點是閉合時阻礙電流的增大，斷開時產(chǎn)生一自感電動勢相當于電源，與組成閉合回路，的左端電勢高，做好本類題目的關(guān)鍵是弄清線圈與哪種電器相配，結(jié)合線圈特點分析新組成的閉合回路的電流流向12、①.(1)A②.D③.E④.(2)如圖；⑤.如圖；⑥.(3)小燈泡電阻隨溫度的升高而增大⑦.(4)0.31【解析】本題（1）的關(guān)鍵是根據(jù)小燈泡的規(guī)格中的額定電壓與額定電流大小來選擇電壓表與電流表的量程，根據(jù)實驗要求電流從零調(diào)可知變阻器應用分壓式接法，可知應選擇電阻選擇變阻器．題（2）的關(guān)鍵是根據(jù)小燈泡電阻滿足，可知電流表應用外接法，又變阻器應用分壓式接法，即可畫出電路圖和實物圖．題（3）的關(guān)鍵是根據(jù)電阻定義可知，電阻大小與I-U圖線上的點與原點連線的斜率倒數(shù)成正比，說明小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大．題（4）的關(guān)鍵是在燈泡的I-U圖像中畫出電阻Z的I-U圖像，根據(jù)I-U圖象讀出當電阻Z和燈泡兩端的電壓之和為2.5V時對應的電壓和電流大小，然后根據(jù)P=UI求出功率即可【詳解】（1）：根據(jù)小燈泡的規(guī)格“4V，2W”可知，電壓表應選A，電流，所以電流表應選D；由于描繪小燈泡伏安特性曲線實驗要求電流從零調(diào)，所以變阻器應用分壓式接法，應選阻值小的變阻器E（2）：由于小燈泡電阻較小，滿足，所以電流表應用外接法，又變阻器采用分壓式接法，所以電路圖和實物連線圖如圖所示：（3）根據(jù)可知，小燈泡電阻與I-U圖象上各點與原點連線的斜率倒數(shù)成正比，所以小燈泡電阻隨溫度的升高而增大（4）在燈泡的I-U圖像中畫出電阻Z的I-U圖像，由I-U圖象可知，當電阻Z和燈泡兩端的電壓之和為2.5V時，此時燈泡兩端